一种高压直流输电晶闸管换流阀运行试验用电流源制造技术

本实用新型专利技术涉及高压直流输电换流阀的电气试验领域，公开了一种高压直流输电晶闸管换流阀运行试验用电流源，其特征在于，包括：直流电阻，平波电抗器，一次侧并联在电网上的Ｙ／Δ换流变压器和Ｙ／Ｙ换流变压器，Ｙ／Δ换流变压器的二次侧接第一６Ｐ整流桥，Ｙ／Ｙ换流变压器的二次侧接第二６Ｐ整流桥；所述第一６Ｐ整流桥、第二６Ｐ整流桥、平波电抗器、直流电阻依次串联，组成主回路；所述第二６Ｐ整流桥的一个桥臂由隔离阀和试品阀串联而成。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压直流输电换流阀的电气试验领域，特别涉及一种高 压直流输电晶闸管换流阀运行试验用电流源。
技术介绍
随着电力系统高压直流输电工程的发展，大功率晶闸管器件串联的换流阀是直流输电工程换流站的核心，其造价一般占到工程总投资的25%左右， 其质量直接影响输变电系统的可靠性。直流输电工程中，换流阀运行控制角一般在15°左右，如果根据实际工 程运行条件来设计试验用电流源，那么所需要的有功功率非常大。目前，试 验用电流源， 一般使用背靠背直接试验方式，使用短路试验发电机供电，电 流源换流变压器的阀侧电压高，要求设备容量大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高压直流输电晶闸管换流阀运行试验用 电流源，它的输出电压低，设备容量小。为达到以上目的，本专利技术是采取如下技术方案予以实现的。 一种高压直 流输电晶闸管换流阀运行试验用电流源，其特征在于，包括直流电阻，平波电抗器， 一次侧并联在电网上的Y/A换流变压器和Y/Y换流变压器，Y/A 换流变压器的二次侧接第一 6P整流桥，Y/Y换流变压器的二次侧接第二 6P 整流桥；所述第一6P整流桥、第二6P整流桥、平波电抗器、直流电阻依次串联，组成主回路；所述第二6P整流桥的一个桥臂由隔离阀和试品阀串联而 成。本技术的特点在于-.所述第一、二6P整流桥的控制角为80。 85° ;最佳控制角为83.5。。 所述直流电阻的功率为0. 1 0. 5MW。上述方案中，电流源以配电网络作为供电电源，采用高触发角度整流运 行方式，输出直流电流大而直流电压很低，充分提高了换流变压器阀侧电压 的利用率，从而降低了换流变压器和无功补偿的容量要求，减少了有功损耗， 节省了设备占地面积和投资。附图说明图1为采用本技术的高压直流输电晶闸管换流阀运行试验的电路结构图。图中，Tl: Y/A换流变压器；T2: Y/Y换流变压器；Bl:第一 6P整流 桥l; B2:第二6P整流桥2; Ll:平波电抗器；Val:隔离阀；Vt:试品阀； R:直流电阻。具体实施方式以下结合附图及实例对本专利技术作进一步的详细说明。参照图1，高压直流输电晶闸管换流阀运行试验用电流源，主要包括 Y/A换流变压器T1， Y/Y换流变压器T2，以及依次串联组成主回路的第一 6P 整流桥B1、第二6P整流桥B2、直流电阻R、平波电抗器L1。 Y/A换流变压 器Tl和Y/Y换流变压器T2的一次侧分别并联在电网上，其二次侧分别连接 第一 6P整流桥Bl、第二 6P整流桥B2。第二 6P整流桥B2的一个桥臂由隔离 阀Val和试品阀Vt串联而成，试品阀Vt的两端并接有电压源，控制电流源和电压源对试品阀Vt进行配合作用，实现高压直流输电晶闸管换流阀运行试 验目的。在直流输电实际工况中，电流从零开始升至额定值或者从额定值降至零 前，会出现断续的情况。此时，由于电流的断续，换流阀两端会产生过电压， 对阀造成影响。型式试验中断续电流方式就是证明在电流产生断续的时候， 换流阀的保护触发系统的功能正常和换流阀阀对直流断续电流有足够耐受能力。换流阀在直流输电运行期间每个周波的电流脉冲的最大数通常为4个， 所以为了与实际工况等价，电流源回路采用双6P桥串联。电流源通过换流变压器将配电网能量转换为阀侧的低电压大电流，通过 双6P整流输出的大的直流电流。电流源回路采用零功率方式运行，通过调节 触发角a来控制直流电流的大小，触发角接近于90。。这样能够使阀侧电压 尽可能多的帮助试品取能，从而大大降低换流变压器的容量需要，并使电流 源的有功需求较低。电流源采用了高角度运行方式，这样主要目的是为了在最小电压下能给 最多试品进行试验。根据回路的综合设计，可以选用合适的直流电阻R,来 保证回路电流调节的灵敏度和尽可能降低电流源回路的有功消耗。以容量为10. 2丽的电流源为例说明本技术中6P整流桥的控制角和 直流电阻的选择。容量为10.2MW的电流源中，6P整流桥的阀侧电压 U,=1000V，电流源的输出电压为U,，输出电流I户3600A，输出阻抗为^， 5. 1MW换流变压器的短路阻抗X戶29.5 mQ，根据公式Rd=^"、 IW-2x(1.35f/,cosa —^Zdx/d)， Id ;r计算可得电流源的输出阻抗为^约为12 mQ。目前，控制系统的控制能力一般能够精确到5 u s左右(这其中包括从控 制系统出来经过换流阀底部柜、阀高电位板最后到晶闸管门极的时间)，这个 时间对应的电角度大致为0. 1度，每变化0. 1度会引起合成回路电流50A的 变化，这对试验也是容忍极限。通过计算和试验，控制角、直流电阻大小、直流电阻的发热功率、以及 反映控制指标的最小精度电流变化的典型数据如下表所示。<table>table see original document page 6</column></row><table>从表中可以看到，当控制角为85度时，直流电阻最小，热功率也最小，但是 电流变化量达到了 75A，这样对控制系统的稳定、对电流控制精度的要求高。 当控制角83. 5时，热功率达到了 0. 37丽，但是每0. 1电角度引起电流变化 量为55A，这个电流变化量可以满足要求，发热量也可以接受。当电流角度 达到80度以下时，这时候的直流电阻发热量大大增加，对试验经济性和回路 建设都不利。从实际运行中上来看，控制角在83.5度时，综合性能最好。同 时，由于直流电阻在工作中需要长期经过大电流，发热量很大，直流电阻功 率一般选用0. 1 0. 5MW比较经济，可以通过风冷解决散热问题。权利要求1、一种高压直流输电晶闸管换流阀运行试验用电流源，其特征在于，包括直流电阻，平波电抗器，一次侧并联在电网上的Y/Δ换流变压器和Y/Y换流变压器，Y/Δ换流变压器的二次侧接第一6P整流桥，Y/Y换流变压器的二次侧接第二6P整流桥；所述第一6P整流桥、第二6P整流桥、平波电抗器、直流电阻依次串联，组成主回路；所述第二6P整流桥的一个桥臂由隔离阀和试品阀串联而成。2、 根据权利要求1所述的一种高压直流输电晶闸管换流阀运行试验用电 流源，其特征在于，所述第一、二6P整流桥的控制角为80。 85° 。3、 根据权利要求2所述的一种高压直流输电晶闸管换流阀运行试验用电 流源，其特征在于，所述第一、二6P整流桥的控制角为为83.5。。4、 根据权利要求1所述的一种高压直流输电晶闸管换流阔运行试验用电 流源，其特征在于，所述直流电阻的功率为O. 1 0.5MW。专利摘要本技术涉及高压直流输电换流阀的电气试验领域，公开了一种高压直流输电晶闸管换流阀运行试验用电流源，其特征在于，包括直流电阻，平波电抗器，一次侧并联在电网上的Y/Δ换流变压器和Y/Y换流变压器，Y/Δ换流变压器的二次侧接第一6P整流桥，Y/Y换流变压器的二次侧接第二6P整流桥；所述第一6P整流桥、第二6P整流桥、平波电抗器、直流电阻依次串联，组成主回路；所述第二6P整流桥的一个桥臂由隔离阀和试品阀串联而成。文档编号H02M7/04GK201383762SQ20092003255公开日2010年1月13日 申请日期2009年4月13日 优先权日2009年4月13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流输电晶闸管换流阀运行试验用电流源，其特征在于，包括：直流电阻，平波电抗器，一次侧并联在电网上的Ｙ／Δ换流变压器和Ｙ／Ｙ换流变压器，Ｙ／Δ换流变压器的二次侧接第一６Ｐ整流桥，Ｙ／Ｙ换流变压器的二次侧接第二６Ｐ整流桥；所述第一６Ｐ整流桥、第二６Ｐ整流桥、平波电抗器、直流电阻依次串联，组成主回路；所述第二６Ｐ整流桥的一个桥臂由隔离阀和试品阀串联而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑军，周会高，张万荣，许钒，胡治龙，黄超，贾一凡，王安，刘朴，孙伟，任军辉，那虎，李宾宾，尚金诚，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]